高三物理：熱學(xué)綜合能力的培養(yǎng)教案-資料下載頁
2024-12-04 23:47本頁面
【導(dǎo)讀】(三)熟練掌握熱力學(xué)第一定律△E=Q+W及其應(yīng)用。這要求深刻理解分子動(dòng)能、分子勢能、(五)理解理想氣體三種狀態(tài)圖象的物理意義，并能進(jìn)行三種狀態(tài)圖象間的等效變換。到r＞r0的過程中，分子間的勢能先減小，后增大。題設(shè)物體體積膨脹時(shí)，卻隱蔽了初始狀。態(tài)，究竟體積膨脹時(shí)分子距離r在什么范圍內(nèi)變化沒有交代，故無法判斷分子勢能的變化，綜上分析，選項(xiàng)D正確。質(zhì)量為m，活塞截面積為S?，F(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢地豎直向上提，求。F封氣，大氣豎直向上的壓力F大氣。時(shí)外部的大氣壓p0=75cmHg,環(huán)境溫度t0=-23℃，見右圖，現(xiàn)在使氣柱溫度緩慢地逐漸升高，壓強(qiáng)不變，pV值在增大。pV值增大，則溫度T繼續(xù)升高，當(dāng)pV值最大時(shí)溫度最高。選取封閉氣體為研究對象，在溫度升高過程中，可分成兩個(gè)過程研究。第二過程，溫度達(dá)到300K時(shí)，若繼續(xù)升溫，水銀開始溢出，設(shè)當(dāng)溫度升高到T′時(shí)，溫度升高到T2max=℃時(shí)，管內(nèi)氣柱長為。，在壓強(qiáng)不變的條件下，當(dāng)氣體溫度從100℃升高到200℃時(shí)，
【正文】 ??? ?????? .)( /)(/)(212222 SllV sllksmgklp 解得： l2＝ 3 l1＝ 5.(1)提示：第一問是極值問題： ????????.300,50,1001311KTScmVcmHgp ???????????)100()75(2322TScmxVcmHgxp 222111 TVpTVp ? .當(dāng) x＝ ， pV 之積最大 . (2)提示：第 2 問是空氣進(jìn)入水平部分后，氣體作等壓變化，體積最大，對應(yīng)溫度也最高 . ????????.300,50,1001311KTScmVcmHgp ?????????105733333TScmVcmHgp 333111 TVpTVp ? .解之： T3＝ . ，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng) p, 初態(tài)： p1=p0 smg V1=2V 末態(tài)： p2=p V2=V 由玻意耳定律可知： p1v1=p0v2 (p0 smg )2V =pV p=21 (p0 smg ) 對活塞進(jìn)行受力分析可知： p0spsmg=ma p0s21p0s+2mg mg=ma a=msp20 21g F(M+m)g=(m+M)a F=3m (21mp0s21g)+3mg=23p0s+23mg 7.(1)對空氣 A： pA=2atm,pA′ =1atm,VA=2L,VA′ =? 由玻一馬定律 pAVA=pA′ vA′ 可得 VA′ =4(L) 所以 VB′ =54=1(L) 對氧氣 B： VB=3L,VB′ =1L,pB=2atm,pB′ =1atm pB=32 2g/,pB′ =32g/ 則 mBmB′ =64 3/ 1/=(g) (2)設(shè)閥門橫截面積為 S，在△ t時(shí)間內(nèi)△ m的氧氣逸出，其速度從 0增加到 v。 (pBp)S△ t=△ mv 其中△ m=?v △ tSpB=v△ SpB/2 所以 (pBp0)S△ t=vS△ tpBv/2=S2p0△ tv2/2=p0S△ tv2 所以 v=(△ p/p0)1/2=265(m/s) 8.(1)氣體為等容變化，設(shè) 27℃時(shí)壓強(qiáng)為 p1，溫度為 T1， 0℃時(shí)的壓強(qiáng)為 p，溫度為 T。 由查理定律： Tp =11Tp ① 將數(shù)值代入， p1=7616=60(cmHg),T1=300K,T=273K,得 p1=. x=pop==(cmHg) (2)當(dāng)外界大氣壓變?yōu)?75cmHg時(shí)，氣泡內(nèi)壓強(qiáng)設(shè)為 p′，其實(shí)際溫度為 T′。 由查理定律： Tp =11Tp = 39。39。Tp ② 其中 p′ =7516=59(cmHg)代入數(shù)據(jù)后，解出 T′ =295K,t′ =22℃。 ，所以其研究對象有兩個(gè)，一是封閉住的一定質(zhì)量的氣體，另一個(gè)是兩活塞和桿，而解決此題的關(guān)鍵是分析好狀態(tài)的變化過程。 (1)對于容器中的氣體，在 K關(guān)閉至 M拔去前的過程中，是等容變化。 初態(tài)： p1= 105pa T1=273+(23)=250(K) 末態(tài)： p2=? T2=273+27=300(K) 根據(jù)查理定律21pp =21TT 得： p2=12TT p1= 250 5?? = 105(Pa) 選取活塞和桿為研究對象，當(dāng)拔去 M時(shí)，其受力情況分析如下圖所示。 根據(jù)牛頓第二定律 a=mF =BAABBA mm SPSPSPSP ? ??? 0022 =BABAmm SSPP ? ?? ))(( 02 = 46 )1041010() 4455 ? ?????? ?? =2.(m/s2) (2)由于 SA＞ SB，當(dāng)活塞向左移動(dòng)時(shí)，氣 體的體積增大，而氣體的溫度不變，故氣體的壓強(qiáng)減小，從上一問可知活塞和桿的加速度在減小，速度卻增大，當(dāng)減小到與外界壓強(qiáng)相等時(shí)，加速度為零，這時(shí)速度達(dá)到最大，利用玻意耳定律： pV=p′ V′ 初態(tài)： p= 105Pa V=300cm3 末態(tài)： P′ = 105Pa V′ 所以 V′ =39。ppV =5 ? ?? =360(cm3) 設(shè)所求移動(dòng)位移為 x，則 V′ V=SAxSBx 所以 x=BA SSVV??39。 = 410 300360?? =10(cm)
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